เกือบ 20 ปีที่ผ่านมา ผู้เชี่ยวชาญที่บริษัท EPI Environmental Products Inc. ได้พัฒนาวัสดุ (สารพลาสติกที่ย่อยสลายได้อย่างหมดจด หรือTotally Degradable Plastic Additives: TDPA™) และกระบวนการสำหรับการควบคุมอายุของเรซินโพลิเอทธิลีน โพลิโพรพลีน และ โพลิสตีรีนแบบเก่า ผลิตภัณฑ์พลาสติกที่ได้เพิ่มสาร TDPA™ ของ EPI จะยังคงประโยชน์ทั้งหมดของผลิตภัณฑ์แบบเก่า แต่จะปรากฏลักษณะที่จำเป็นของการย่อยสลายอย่างรวดเร็วหรือจากใช้งานและการกำจัดโดยกลไกทางธรรมชาติและไม่มีผลสืบเนื่องทางลบต่อสิ่งแวดล้อม โดยการอธิบายวิธีการของมันอย่างง่ายๆดังนี้:

เป็นที่รู้กันเป็นระยะหนึ่งแล้วว่า ไฮโดรคาร์บอน อย่างเช่น โพลิโอเลฟินส์ย่อยสลายอย่างช้าๆโดยกระบวนการที่เรียกว่า การย่อยสลายแบบออกซิเดทิฟ (oxidative) (อ้างอิง 1 & 2) –เป็นปฏิกิริยาต่อเนื่องของอนุมูลอิสระ โดยออกซิเจนในบรรยากาศผสมกับคาร์บอน และ ไฮโดรเจนในโมเลกุลพลาสติก   โดยได้ผลลัพธ์ดังต่อไปนี้:

• ขนาดโมเลกุลของโพลิเมอร์ลดลง และ ออกซิเจนถูกแทรกเข้าไปชิ้นส่วนโมเลกุล
• เกิดการสูญเสียคุณสมบัติทางกลไก รวมทั้งความแข็งแรง ความเหนียว และ ความยืดหยุ่น
• พลาสติกเปลี่ยนจากการกันน้ำ (hydrophobic) เป็นการเปียกน้ำได้ (hydrophilic)
• พลาสติกเปราะและแตกสลาย

แม้ว่าโพลิโอเลฟินส์ไม่สามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพเนื่องจากโมเลกุลของมันใหญ่เกินไปและ มีคุณสมบัติกันน้ำ แต่ผลิตภัณฑ์ที่เปียกน้ำได้ของมันที่มีขนาดเล็กกว่ามากสามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพ (อ้างอิง 3, 4, 5 & 6). ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา โพลิโอเลฟินส์ธรรมดาสามารถผ่านกระบวนการสองขั้นตอนนี้ คือ การออกซิเดชั่นตามด้วยการย่อยสสลายทางชีวภาพของผลิตภัณฑ์ออกซิเดชั่น อันนี้จะคล้ายคลึงกับการย่อยและดูดซึมทางชีวภาพอย่างช้าๆของวัสดุที่เกิดขึ้นทางธรรมชาติ ยกตัวอย่างเช่น ใบไม้ ฟางข้าวและยางธรรมชาต

ในขณะที่การออกซิเดชั่นการย่อยสลายทางชีวภาพอย่างช้าๆของโพลิโอเลฟินส์เป็นที่เข้าใจว่ามีประโยชน์ในระยะยาว มันจึงจำเป็นที่จะต้องเร่งความเร็วในกระบวนการทั้งสองขั้นตอนนี้เพื่อทำให้มันมีประโยชน์ โดยเฉพาะในด้านการจัดการกับการสะสมของผลิตภัณฑ์พลาสติกที่ถูกกำจัด อย่างไรก็ตาม มันจะเป็นที่จะต้องคงคุณสมบัติที่มีประโยชน์ทั้งหมดของโพลิโอเลฟินส์ไว้ในขณะที่เพิ่มคุณลักษณะการทำปฏิกิริยาทางเคมีที่รวดเร็วตามด้วยการย่อยสลายทางชีวภาพเมื่ออายุประโยชน์การใช้งานของพลาสติกสิ้นสุดลง ยกตัวอย่างเช่น โพลิโอเลฟินส์มีคุณสมบัติกันน้ำ และ จึงไม่สามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพ วิธีนี้จึงมีความสำคัญในการเก็บอาหารในถุงพลาสติก หรือฟิล์มห่ออาหารเพื่อป้องกันไม่ให้เสียในขณะทำการขนส่งและการจัดวางแสดงอาหารที่เน่าเสียได้ การที่จะทำให้โพลิโอเลฟินส์ย่อยสลายได้เร็วขึ้นกว่าปรกตินั้นค่อนข้างง่ายแต่สิ่งนี้ไม่ใช่สิ่งสำคัญที่สุดเพียงอย่างเดียว กระบวนการผลิต อายุการจัดเก็บ และ อายุการใช้งานจะต้องคงไว้ การย่อยสลายที่รวดเร็วจะต้องไม่เกิดขึ้นจนกว่าวัสดุได้ถูกใช้งานแล้ว อาจเป็นไปได้ใช้งานหลายๆครั้ง จากนั้นนำไปกำจัดในที่สุด อายุการจัดเก็บ และ อายุการใช้งานอาจสั้นเพียงไม่กี่เดือน (เช่น ฟิล์มห่ออาหาร) หรือยาวนานหลายปี (เช่นฟิล์มที่ใช้ในด้านการเกษตรกรรม)

ในขณะที่การออกซิเดชั่นการย่อยสลายทางชีวภาพอย่างช้าๆของโพลิโอเลฟินส์เป็นที่เข้าใจว่ามีประโยชน์ในระยะยาว มันจึงจำเป็นที่จะต้องเร่งความเร็วในกระบวนการทั้งสองขั้นตอนนี้เพื่อทำให้มันมีประโยชน์ โดยเฉพาะในด้านการจัดการกับการสะสมของผลิตภัณฑ์พลาสติกที่ถูกกำจัด อย่างไรก็ตาม มันจะเป็นที่จะต้องคงคุณสมบัติที่มีประโยชน์ทั้งหมดของโพลิโอเลฟินส์ไว้ในขณะที่เพิ่มคุณลักษณะการทำปฏิกิริยาทางเคมีที่รวดเร็วตามด้วยการย่อยสลายทางชีวภาพเมื่ออายุประโยชน์การใช้งานของพลาสติกสิ้นสุดลง ยกตัวอย่างเช่น โพลิโอเลฟินส์มีคุณสมบัติกันน้ำ และ จึงไม่สามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพ วิธีนี้จึงมีความสำคัญในการเก็บอาหารในถุงพลาสติก หรือฟิล์มห่ออาหารเพื่อป้องกันไม่ให้เสียในขณะทำการขนส่งและการจัดวางแสดงอาหารที่เน่าเสียได้ การที่จะทำให้โพลิโอเลฟินส์ย่อยสลายได้เร็วขึ้นกว่าปรกตินั้นค่อนข้างง่ายแต่สิ่งนี้ไม่ใช่สิ่งสำคัญที่สุดเพียงอย่างเดียว กระบวนการผลิต อายุการจัดเก็บ และ อายุการใช้งานจะต้องคงไว้ การย่อยสลายที่รวดเร็วจะต้องไม่เกิดขึ้นจนกว่าวัสดุได้ถูกใช้งานแล้ว อาจเป็นไปได้ใช้งานหลายๆครั้ง จากนั้นนำไปกำจัดในที่สุด อายุการจัดเก็บ และ อายุการใช้งานอาจสั้นเพียงไม่กี่เดือน (เช่น ฟิล์มห่ออาหาร) หรือยาวนานหลายปี (เช่นฟิล์มที่ใช้ในด้านการเกษตรกรรม)

อ้างอิง 

1. N.C. Billingham and P. D. Calvert in Degradation and Stabilisation of Polyolefins, N. S. Allen (ed.) London, Applied Science, pp. 1-28, 1983.
2. D. M. Wiles in Biodegradable Polymers for Industrial Applications, Ray Smith (ed.) Cambridge, Woodland Publishing (CRC Press) chapter 3, pp.57-76, 2005.
3. E. Chiellini, A. Corti and G. Swift, “Biodegradation of thermally oxidized, fragmented low-density polyethylenes”, Polymer Degradation and Stability, 81, pp. 341-351, 2003.
4. E. Chiellini, A. Corti, S. D. Antone and R. Baciu, “Oxo-biodegradable carbon backbone polymers – oxidative degradation of polyethylene under accelerated test conditions,” Polymer Degradation and Stability, vol. 91, pp. 2739 - 2747, 2006.
5. R. Arnaud, P. Dabin, J.Lemaire, S. Al-Malaika, S. Choban, M. Coker, G. Scott, A. Fauve and A. Maarooufi, “Photooxidation and biodegradation of commercial photodegradable polyethylenes,” Polymer Degradation and Stability, 46, pp. 211- 224, 1994.
6. I. Jakubowicz, “Evaluation of biodegradable polyethylene,” Polymer Degradation and Stability, 80, pp. 39-43, 2003.